内蒙古部分名校2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷（解析版）

这是一份内蒙古部分名校2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了请将各题答案填写在答题卡上，本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
1．本试卷分选择题和非选择题两部分，共100分。考试时间75分钟。
2．请将各题答案填写在答题卡上。
3．本试卷主要考试内容：高考全部内容。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 科学家用粒子等轰击原子核，实现原子核的转变并研究原子核的结构，还可以发现和制造新元素。关于核反应方程，下列说法正确的是（ ）
A. X是电子B. X是质子
C. X是正电子D. X粒子由查德威克发现
【答案】D
【解析】根据质量数与电荷数守恒可知，该核反应方程为
可知，X是中子，中子由查德威克发现。
故选D。
2. 实验发现，“钇钡铜氧”合金在液氮温度下电阻几乎为零。在课堂上，物理老师把条形磁铁N极朝下竖直放在讲桌上，把从液氮中取出的“钇钡铜氧”合金圆环平放在条形磁铁S极正上方，发现“钇钡铜氧”合金圆环悬浮在磁铁的上方，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. “钇钡铜氧”合金圆环中产生顺时针（俯视）的感应电流
B. “钇钡铜氧”合金圆环中产生逆时针（俯视）的感应电流
C. “钇钡铜氧”合金圆环受到的安培力的合力大于所受重力
D. “钇钡铜氧”合金圆环受到的安培力的合力小于所受重力
【答案】B
【解析】AB．“钇钡铜氧”合金圆环悬浮在磁铁的上方，说明受到斥力作用，即“钇钡铜氧”合金圆环中电流产生的磁场方向向上，由安培定则可判断出“钇钡铜氧”合金圆环中产生逆时针（俯视）的感应电流，故A错误，B正确；
CD．由于“钇钡铜氧”合金圆环悬浮在磁铁的上方，说明受力平衡，“钇钡铜氧”合金圆环受到的安培力的合力等于所受重力，故CD错误。
故选B。
3. 一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点，振动周期大于。振子沿x轴正方向经过平衡位置时开始计时，时刻时刻时刻。该振子的振幅和周期分别为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】若振子的振幅为0.1m，根据简谐运动的周期性和对称性，如图甲所示
有
则周期的最大值为
s
不符合题意；
若振子的振幅为0.2m，由简谐运动的周期性和对称性可知，振子由x=-0.1m运动到x=0.1m时，如图乙所示
有
则周期的最大值为
s
不符合题意；
若振子的振幅为0.2m，振子由x=-0.1m运动到x=0.1m，需时间再经到x=0.1m，如图丙所示
则根据简谐运动的周期性有
所以最大周期为
s
故选A。
4. 如图所示，卫星A是我国在2022年8月20日成功发射的“遥感三十五号”04组卫星，卫星B是地球同步卫星，它们均绕地球做匀速圆周运动，卫星P是地球赤道上还未发射的卫星，P、A、B三颗卫星的线速度大小分别为、、，角速度大小分别为、、，下列判断正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】对于卫星A、B，根据万有引力提供向心力，有
解得
由题图可知
所以
又因为
可得
由于B是地球同步卫星，P是地球赤道上还未发射的卫星，卫星P、B的角速度相等，根据
可知
则有
5. 如图所示，、两个长方体物块叠放在足够大的粗糙水平地面上，物块带负电，物块不带电且为绝缘体，地面上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，现用一水平恒力拉物块，使、一起由静止开始向左加速，则、在无相对滑动的加速过程中，物块、间的摩擦力（ ）
A. 逐渐减小B. 逐渐增大
C. 先增大后减小D. 先减小后增大
【答案】B
【解析】运动中，由左手定则可知，a受到向上的洛伦兹力，整体有
解得
可知，v增大，则a增大。对a，由牛顿第二定律得
a增大则f增大。
故选B。
6. 研究磁铁对通电导线作用力的装置如图所示。当轻质细导线中通入电流时，细导线下端的金属棒受到水平方向的磁场力，平衡时细导线偏离竖直方向的角度为。已知金属棒的质量为，两细导线间的距离为，把磁极之间的磁场看作匀强磁场，重力加速度大小为，下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒受到的磁场力大小为
B. 金属棒受到的磁场力大小为
C. 金属棒所在位置磁场的磁感应强度大小为
D. 金属棒所在位置磁场的磁感应强度大小为
【答案】C
【解析】AB．对导体棒受力分析，受到重力，水平向右的安培力及轻质细导线的拉力，根据共点力平衡可知
故AB错误；
CD．根据，解得
故C正确，D错误。
故选C。
7. 真空中半径为R的半圆柱介质的截面如图所示，O为圆心，AB为直径。某单色光从P点射入介质，入射角为60°，射出光线恰好与射入光线平行。已知P点距O点的距离为，光在真空中的传播速度为c，则该单色光在介质中的传播时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为射出光线恰好与射入光线平行，且P点距O点的距离为，由几何关系可知出射点Q与O点连线垂直AB，可知在P点的折射角为
即
α=30°
折射率
根据
可得该单色光在介质中的传播时间为
故选C。
8. 火车速度的提高易使外轨受损，提速后为解决火车转弯时对外轨的磨损问题，下列可行的措施有（ ）
A. 增大弯道半径B. 减小弯道半径
C. 适当减小内、外轨道的高度差D. 适当增大内、外轨道的高度差
【答案】AD
【解析】火车转弯时为减小外轨所受压力，可使外轨略高于内轨，使轨道形成斜面，若火车速度合适，内外轨均不受挤压。此时，重力与支持力的合力提供向心力，如图所示
当火车速度增大时，应适当增大转弯半径或增加内外轨道的高度差。
故选AD。
9. 夏季持续高温，用户用电量激增，用户端电压有所降低。如图所示，a、b端接入电压不变的正弦交流电源，理想降压变压器原线圈与定值电阻r串联，副线圈接有三个阻值均为R的定值电阻，当开关S闭合后，下列说法正确的是（ ）
A. 变压器的输入电压降低B. 变压器的输入电流减小
C. 电阻r消耗的功率不变D. a、b端的输入功率增加
【答案】AD
【解析】变压器的副线圈的总电阻设为，则变压器可等效为在原线圈电路中接入一个等效电阻，该等效电阻为
其中
解得
ABC．当开关S闭合后，副线圈中并联接入一个电阻后，副线圈的等效电阻减小，即原线圈中的等效电阻减小，根据“串反并同”，可知与串联的定值电阻r的电流、电压、电功率都增大，即变压器的输入电流增大，变压器的输入电压为
电源的电压U不变，定值电阻r的电压增大，所以变压器的输入电压减小，故A正确，BC错误；
D．a、b端的输入功率为
电源的电压U不变，定值电阻r的电流增加，所以a、b端的输入功率增加，故D正确。
故选AD。
10. 某同学用一氦气球悬挂一重物（可视为质点），从地面释放后沿竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，过了一段时间后，悬挂重物的细线断裂，又经过相同的时间，重物恰好落到地面。已知重物上升的最大高度为，重物脱落后仅受到重力作用，重力加速度大小为。下列说法正确的是（ ）
A. 重物落地时的速度大小为
B. 细线断裂时重物的速度大小为
C. 细线断裂时重物距地面的高度为
D. 重物在空中运动的时间为
【答案】BCD
【解析】A．重物上升的最大高度后做自由落体运动
解得重物落地时的速度大小为
故A错误；
B．设细线断裂时重物的速度大小为，匀加速上升的时间为t，根据细线断裂前重物前后两个过程的位移大小相等、方向相反得
解得
故B正确；
C．由
解得
又
，
解得细线断裂时重物距地面的高度为
故C正确；
D．重物在空中运动的时间为
故D正确。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学用图甲所示的实验装置探究碰撞中的守恒量，实验前长木板已平衡摩擦，碰撞前b车静止，碰后两车一起运动，实验得到与车连接的纸带，其中、之间的点迹都是均匀的，如图乙所示。
（1）关于本实验，下列说法正确的是_________。
A. 图甲中两小车的质量必须相等
B. 两小车在纸带之间某时刻相碰
C. 为了测量小车碰后的速度，应选纸带段的数据
（2）若小车的质量为0.3kg，碰撞前、后系统动量守恒，则小车的质量为_________kg。（结果保留两位有效数字）
【答案】（1）C （2）1.0
【解析】（1）A．两车碰后粘成一体，不会出现反弹的情况，a车的质量不需要大于b车的质量，故A错误；
B．由于碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前a独自运动的速度，故AC应在碰撞之前，DE应在碰撞之后，碰撞发生在CD段中的某一时刻，故B错误；
C．推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算a车碰前的速度，碰撞过程是一个变速运动的过程，而a和b碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度，故C正确。
故选C。
（2）碰前a车的速度
两车的碰后速度
由动量守恒定律得
解得
12. 利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。
（1）已知电流表A的内阻为，则电流表的示数随电阻箱的示数变化的关系式为_________。
（2）利用图像法处理实验数据，若以作为纵坐标，以为横坐标，得到线性图像的斜率为、纵截距为，则待测电池的电动势_________，内阻_________。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律可得
解得
（2）[1][2]根据，可得
则
，
则待测电池电动势
内阻
13. 一定质量的理想气体，从状态A到状态，再到状态，最后回到状态A，如图所示，图中、均为已知量，气体在状态A时的热力学温度为，求：
（1）气体在状态时的热力学温度；
（2）在的循环中，气体从外界吸收（或向外界放出）的热量。
【答案】（1）；（2）向外界放出热量为
【解析】（1）根据理想气体状态方程有
解得
（2）气体从状态A到状态B，外界对气体做功为
气体从状态B到状态C，气体对外界做功为
气体从状态C到状态A，外界对气体做功为零。在的循环中，气体内能变化量为零，设气体向外界放出的热量为Q，根据热力学第一定律可知
解得
14. 静电喷漆原理如图所示，A、B为两块足够大的平行金属板，间距为，两板间存在匀强电场。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪的喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒。若油漆微粒的初速度大小均为、质量均为、电荷量均为，两板电压恒为，微粒所受重力、浮力、空气阻力及相互间的作用力均不计，求：
（1）油漆微粒打在B板时的动能；
（2）油漆微粒最后落在B板上所形成的图形面积S。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）油漆微粒从P喷出到打在B板上，根据动能定理有
解得
（2）微粒落在B板上所形成的图形是圆形，水平方向喷出的微粒做类平抛运动，设圆的半径为，其运动时间为，微粒在电场中运动的加速度为，则有
，，，
解得
15. 如图所示，将质量kg的圆环套在固定的水平杆上，圆环的内径略大于杆的截面直径。现对圆环施加一与杆成θ角、斜向上的恒定拉力F，圆环由静止开始做匀加速直线运动，拉力作用t=2s后撤去，圆环总共运动了m后静止，已知圆环与杆之间的动摩擦因数，取重力加速度大小m/s，，求：
（1）圆环的最大速度；
（2）拉力F对圆环的冲量大小I。
【答案】（1）；（2）N·s或N·s
【解析】（1）圆环先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，做匀减速直线运动加速度为
根据牛顿第二定律有
圆环总共运动的距离为
解得
（2）杆与圆环无压力时，有
解得
当N时，杆的上侧与圆环存在摩擦力，当N时，杆的下侧与圆环存在摩擦力。以下分两种情况讨论：
（ⅰ）圆环做匀加速直线运动的加速度为
当N时，根据牛顿第二定律有
拉力F对圆环的冲量大小为
解得
（ⅱ）当N时，根据牛顿第二定律有
拉力F对圆环的冲量大小为
解得